專利名稱：按輸出功率供給空調(diào)系統(tǒng)熱源機(jī)組能量的控制方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種按輸出功率供給空調(diào)系統(tǒng)熱源機(jī)組能量的控制方法和裝置，特別涉及一種可根據(jù)輸出功率值計(jì)算出需用能量值以提供冷凍空調(diào)系統(tǒng)其熱源機(jī)組使產(chǎn)生對應(yīng)能量供應(yīng)的控制方法與裝置，以使系統(tǒng)維持在一最佳化節(jié)能與高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。
2、如上第一點(diǎn)所述，造成能源浪費(fèi)的原因，乃在于熱源機(jī)組不能隨機(jī)測知空調(diào)負(fù)載側(cè)熱交換機(jī)組的能量需求，并采取對應(yīng)的熱源供應(yīng)量，亦即在冷凍空調(diào)負(fù)載側(cè)熱交換機(jī)組未能將其需求隨機(jī)反應(yīng)提供給熱源機(jī)組，而形成能源使用的重大缺點(diǎn)。
二、在于提供一種可根據(jù)冷凍空調(diào)負(fù)載側(cè)輸出功率值計(jì)算出需用能量值的控制裝置，以使熱源機(jī)組產(chǎn)生對應(yīng)熱源供應(yīng)量，使熱源機(jī)組可隨機(jī)根據(jù)冷凍空調(diào)負(fù)載側(cè)熱交換機(jī)組的空調(diào)需用能量值進(jìn)行對應(yīng)調(diào)整，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能目的。
本發(fā)明的目的可以按下述方式實(shí)現(xiàn)按輸出功率供給空調(diào)系統(tǒng)熱源機(jī)組能量的控制方法，其特征在于步驟為(1)輸入功率數(shù)值轉(zhuǎn)換成冷凍空調(diào)需用能量值、設(shè)定值、差值，各控制器根據(jù)輸出功率數(shù)值偵測單元所測得的偵測值傳輸至中央微處理單元，經(jīng)過運(yùn)算轉(zhuǎn)換成冷凍空調(diào)需用能量值后，再將此值輸入冷凍空調(diào)需用能量值計(jì)算單元；(2)選擇運(yùn)轉(zhuǎn)形態(tài)為單機(jī)、或單區(qū)域、多區(qū)域的運(yùn)轉(zhuǎn)形態(tài)，由冷凍空調(diào)需用能量值計(jì)算單元，計(jì)算出總冷凍空調(diào)需用能量值后，再將此值傳給熱源組控制器，并按以下條件進(jìn)行控制熱源供應(yīng)量；I.當(dāng)總冷凍空調(diào)需用能量值大于設(shè)定值加上差值時，控制熱源機(jī)組熱源供應(yīng)量為最大值；II.當(dāng)總冷凍空調(diào)需用能量值大于設(shè)定值，但小于設(shè)定值加上差值時，控制熱源機(jī)組供應(yīng)量維持在與冷凍空調(diào)需用能量值成正比關(guān)系，即提供與冷凍空調(diào)負(fù)荷相當(dāng)?shù)睦鋬隹照{(diào)能力于系統(tǒng)；
III.當(dāng)總冷凍空調(diào)需用量值小于設(shè)定值時，控制熱源機(jī)組的熱源供應(yīng)量為最小值。
本發(fā)明一種按輸出功率供給空調(diào)系統(tǒng)熱源機(jī)組能量的控制裝置，以一控制器為主體，并與一冷凍空調(diào)需用能量值計(jì)算單元連線，該控制器則包含有一中央微處理單元、一感測單元、一設(shè)定單元、一輸出單元、一電源供應(yīng)單元、一功率數(shù)值偵測單元，其特征在于該功率數(shù)值偵測單元，是用以偵測輸出單元所輸出的功率數(shù)值，經(jīng)由中央微處理單元運(yùn)算轉(zhuǎn)換成冷凍空調(diào)需用能量值后，將此數(shù)值傳輸給冷凍空調(diào)需用能量值計(jì)算單元；而該冷凍空調(diào)需用能量值計(jì)算單元，是具有統(tǒng)計(jì)各控制器需用能量值的功能，并將計(jì)算出的總冷凍空調(diào)需用能量值傳輸給熱源機(jī)組控制器，使該控制器根據(jù)此值對應(yīng)控制熱源機(jī)組的熱源供應(yīng)量。
上述該熱源機(jī)組控制器可與一電腦中心連線。
請?jiān)賲㈤唸D4所示，為本發(fā)明單機(jī)配置系統(tǒng)的實(shí)施例系統(tǒng)圖，此系統(tǒng)2的主要由一熱源機(jī)組21匹配一冷凍空調(diào)負(fù)載側(cè)熱交換機(jī)組22所組成，其中一熱源機(jī)組21，是與一熱源機(jī)組控制器A20連接，并接受其信號對應(yīng)控制輸給冷凍空調(diào)負(fù)載側(cè)熱交換機(jī)組22的熱源供應(yīng)量Qe；一冷凍空調(diào)負(fù)載側(cè)熱交換機(jī)組22，是由一控制器221、一熱交換器222、一風(fēng)扇馬達(dá)M21、一感測單元T21及一設(shè)定單元F21等元件所組成，而該控制器221是具有4一中央微處理單元2211、一電源供應(yīng)單元2212、一輸出單元2213及一功率數(shù)值偵測單元2214等元件，并利用該功率數(shù)值偵測單元2214所測得負(fù)載側(cè)輸出功率值P，經(jīng)由中央微處理單元2211運(yùn)算成冷凍空調(diào)需用能量值Q1a1，再將此數(shù)值Q1a1傳給冷凍空調(diào)需用能量值計(jì)算單元B21，并轉(zhuǎn)換成總冷凍空調(diào)需用能量值計(jì)算單元B21，并轉(zhuǎn)換成總冷凍空調(diào)需用能量值∑Q，再由熱源機(jī)組控制器A20根據(jù)此值∑Q與設(shè)定值QS比對后控制熱源機(jī)組21的熱源供應(yīng)量Qe(請參閱圖3所示)。
至于功率數(shù)值偵測單元2214所測得負(fù)載側(cè)輸出功率值P轉(zhuǎn)換成總冷凍空調(diào)需用能量值∑Q及熱源供應(yīng)量Qe，根據(jù)風(fēng)扇定律(fan lawS)我們知道風(fēng)扇馬達(dá)的風(fēng)量F、轉(zhuǎn)速ω、消耗功率P與冷凍空調(diào)能力Q間具有以下關(guān)系1、風(fēng)扇馬達(dá)的風(fēng)量F與風(fēng)扇馬達(dá)轉(zhuǎn)速ω成正比(即F∝ω，∝的意義為“成正比”)。
2、風(fēng)扇馬達(dá)的轉(zhuǎn)速ω與馬達(dá)消耗功率(即負(fù)載側(cè)輸出功率值P)成正比(即ω∝ P)。
3、冷凍空調(diào)能力(即冷凍空調(diào)需用能量Q)與風(fēng)扇馬達(dá)的風(fēng)量F成正比(即F∝Q)。
4、冷凍空調(diào)能力Q與馬達(dá)消耗功率值P成正比(即P∝Q)。
由上P∝Q的關(guān)系，更進(jìn)一步推演到根據(jù)負(fù)載側(cè)輸出功率值P換算為空調(diào)能量值Q(即Q1a1、Q1a2…、Qnan)間具有∑Q＝KP的關(guān)系(K為程序轉(zhuǎn)換的系數(shù)值，∑Q＝Q1a1+Q1a2…+Qnan，而∑Q＝Qe，所以Qe＝∑Q＝KP)。
利用上述元件的組成，可根據(jù)冷凍空調(diào)負(fù)載側(cè)熱交換機(jī)組22對冷凍空調(diào)房R20的總冷凍空調(diào)需用能量值∑Q的大小，由熱源機(jī)組控制器A20控制冷凍空調(diào)系統(tǒng)其熱源機(jī)組21的熱源供應(yīng)量Qe，即由感測單元T21測得冷凍空調(diào)房R20的環(huán)境溫度值Ta與設(shè)定單元F21所設(shè)定的設(shè)定值TaS，經(jīng)由控制器221其中央微處理單元2211運(yùn)算比對后，輸出一控制信號給輸出單元2213，以控制輸給風(fēng)扇馬達(dá)M21的電源功率，而功率數(shù)值偵測單元2214則偵測輸出單元2213所輸出電源功率的數(shù)值P1a1并傳給中央微處理單元2211運(yùn)算成冷凍空調(diào)南非用能量值Q1a1，再將此數(shù)值Q1a1再傳給冷凍空調(diào)需用能量值計(jì)算單元B21，并由此單元統(tǒng)計(jì)出總冷凍空調(diào)需用能量值∑Q，再由熱源機(jī)組控制器A20根據(jù)此值與設(shè)定值QS的比對結(jié)果，以控制熱源機(jī)組21的熱源供應(yīng)量Qe。
圖5所示，為本發(fā)明單區(qū)域配置系統(tǒng)的實(shí)施例圖，其中此系統(tǒng)3由一熱源機(jī)組31匹配多組冷凍空調(diào)負(fù)載側(cè)熱交換機(jī)組32、33、34、…，以對冷凍空調(diào)區(qū)域R30提供熱源供應(yīng)，而每一冷凍空調(diào)負(fù)載側(cè)熱交換機(jī)組32、33、34、…的控制器321、331、341、…，與圖3所示的方塊圖相同，是將所測得的各功率數(shù)值P1a1、P1a2、…、P1an經(jīng)運(yùn)算后轉(zhuǎn)換成空調(diào)需用能量值Q1a1、Q1a2、…、Q1an傳輸給空調(diào)需用能量值計(jì)算單元B31，統(tǒng)計(jì)出該單區(qū)域空調(diào)需用能量值QA1(此時QA1值等于∑Q值)，再由熱源機(jī)組控制器A30根據(jù)此值與設(shè)定值QS的比對結(jié)果，以控制熱源機(jī)組31的熱源供應(yīng)量Qe。
圖6所示，為本發(fā)明多區(qū)域配置關(guān)系的實(shí)施例圖，其中此系統(tǒng)4是由一熱源機(jī)組41匹配多個冷凍空調(diào)區(qū)域R41、R42、R43、…提供熱源供應(yīng)，而每一冷凍空調(diào)區(qū)域R41、R42、R43、…，各設(shè)有至少一組以上冷凍空調(diào)負(fù)載側(cè)熱交換機(jī)組42、43、44、45、46、47、…，且在每一冷凍空調(diào)負(fù)載側(cè)熱交換機(jī)組42、43、…內(nèi)各具有一控制器421、431、441、451、461、471、…，與圖3相同，是將所測得的各功率數(shù)值P1a1、P1a2、…、P1an、P2a1、…、P2an、…Pna1、…Pnan轉(zhuǎn)換成空調(diào)需用能量值Q1a1、…、Q1an、…、Q2a1、…、Q2an、…、Qna1、…、Qnan后，再傳輸給各對應(yīng)的冷凍空調(diào)區(qū)域R41、R42、R43、…的冷凍空調(diào)需用能量值計(jì)算單元R41、R42、R43、…的冷凍空調(diào)需用能量值計(jì)算單元B41、B42、B43、…，并統(tǒng)計(jì)出各該區(qū)域的冷凍空調(diào)需用能量值分別為A1、A2、A3、…、An，并由空調(diào)需用能量值計(jì)算單元B41再計(jì)算出總需用能量值∑Q(即∑Q等于QA1+QA2+…+QAn)，再由熱源機(jī)組控制器A40根據(jù)∑Q值與設(shè)定值QS的比對結(jié)果，以控制熱源機(jī)組41的熱源供應(yīng)量Qe。
上述實(shí)施例中的熱源機(jī)組21、31、41、…為了提高其運(yùn)轉(zhuǎn)能量的管理，可與一電腦中心C連線，由此電腦中心C對整個冷凍空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)管，使冷凍空調(diào)能量的運(yùn)用更趨有效率運(yùn)轉(zhuǎn)，以獲得能源最有效的運(yùn)用。
圖7至

圖10所示，為本發(fā)明的控制方法，其步驟為1、輸入功率數(shù)值P1a1、…、P1an、…、Pnan換算成冷凍空調(diào)需用能量值Q1a1、Q1a2、…、Qnan、設(shè)定值QS、差值X各控制器221(321、331、341、…、421、431、441、451、461、…)根據(jù)功率數(shù)值偵測單元2214所測得的偵測值P傳輸至中央微處理單元2211經(jīng)過運(yùn)算后，轉(zhuǎn)換成個別冷凍空調(diào)需用能量值Q1a1(Q2a1、…Q1an、…、Qna1、Qnan)后，再輸入冷凍空調(diào)需用能量計(jì)算單元B21(或B31、B41)；2、選擇運(yùn)轉(zhuǎn)形態(tài)，根據(jù)配置分為(一)單機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)形態(tài)(請參閱圖4、8)，其流程為I.當(dāng)∑Q＝Q1a1，∑Q＞QS+X時，表示冷凍空調(diào)負(fù)載側(cè)熱交換機(jī)組22的總冷凍空調(diào)需用能量值∑Q(即能量需求)大于設(shè)定值QS加上差值X，此時熱源機(jī)組控制器A20控制熱源機(jī)組21的熱源供應(yīng)量Qe為最大值MAX；II.當(dāng)QS≤∑Q≤+X時，熱源機(jī)組21的熱源供應(yīng)量Qe維持在與∑Q值成正比關(guān)系，即提供與冷凍空調(diào)負(fù)荷相當(dāng)?shù)睦鋬隹照{(diào)能力于系統(tǒng)，以達(dá)最佳效率的運(yùn)轉(zhuǎn)；III.當(dāng)∑Q＜QS時，表示冷凍空調(diào)負(fù)載側(cè)熱交換機(jī)組22能量需求低于設(shè)定值QS，此時熱源機(jī)組21的熱源供應(yīng)量Q為最小值min；(2)區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)形態(tài)(請參閱圖5、9)其流程為I.當(dāng)∑Q＝A1＝Q1a1+Q1a2+…+Q1an，∑Q＞QS+X時，表示該冷凍空調(diào)區(qū)域R30的總冷凍空調(diào)需用能量值∑Q(即區(qū)域能量需求)大于設(shè)定值QS加上差值X，此時熱源機(jī)組控制器A30控制熱源機(jī)組31的熱源供應(yīng)量Qe為最大值MAX；II.當(dāng)QS≤∑Q≤QS+X時，熱源機(jī)組31的熱源供應(yīng)量Q維持在與∑Q值成正比關(guān)系，即提供與冷凍空調(diào)負(fù)荷相當(dāng)?shù)睦鋬隹照{(diào)能力于系統(tǒng)，以達(dá)最佳效率的運(yùn)轉(zhuǎn)；III.當(dāng)∑Q＜QS時，表示冷凍空調(diào)區(qū)域R30的能量需求低于設(shè)定值QS，此時熱源機(jī)組31的熱源供應(yīng)量Qe為最小值min；(3)多區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)形態(tài)(請參閱圖6、10)其流程為I.當(dāng)∑Q＝QA1+QA2+…+QAn(而各個區(qū)域的冷凍空調(diào)需用能量值分別為QA1＝Q1a1+Q1a2+…+Q1an，QA2＝Q2a1+Q2a2+…Q2an，…，QAn＝Qna1+Qna2+…+Qnan)，且∑Q＞QS+X時，表示該多區(qū)域整體總冷凍空調(diào)需用量值∑Q(即個別冷凍空調(diào)區(qū)域R41、R42、R43、…的冷凍空調(diào)需用能量值的總和)大于設(shè)定值QS加上差值X，此時熱源機(jī)組控制器A40控制該熱源機(jī)組41的熱源供應(yīng)量Qe為最大值MAX；II.當(dāng)QS≤∑Q≤QS+X時，熱源機(jī)組41的熱源供應(yīng)量Qe維持在與∑Q值成正比關(guān)系，即提供與冷凍空調(diào)負(fù)荷相當(dāng)?shù)睦鋬隹照{(diào)能力于系統(tǒng)，以達(dá)最佳效率的運(yùn)轉(zhuǎn)；III.當(dāng)∑Q＜QS時，表示該區(qū)域整體的總能量需求低于設(shè)定值QS，此時熱源機(jī)組41的熱源供應(yīng)量Q為最小值min。
綜上所述，本發(fā)明的控制方法與裝置，可根據(jù)冷凍空調(diào)負(fù)載側(cè)輸出功率值計(jì)算出空調(diào)需用能量值，并使熱源機(jī)組產(chǎn)生相對應(yīng)熱源供應(yīng)量，使熱源機(jī)組可隨機(jī)根據(jù)負(fù)載側(cè)的冷凍空調(diào)需用能量值進(jìn)行對應(yīng)調(diào)整，使系統(tǒng)于任一時間，皆維持在最佳效率狀況下運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能目的。
權(quán)利要求
1.一種按輸出功率供給空調(diào)系統(tǒng)熱源機(jī)組能量的控制方法，其特征在于步驟為(1)輸入功率數(shù)值轉(zhuǎn)換成冷凍空調(diào)需用能量值、設(shè)定值、差值，各控制器根據(jù)輸出功率數(shù)值偵測單元所測得的偵測值傳輸至中央微處理單元，經(jīng)過運(yùn)算轉(zhuǎn)換成冷凍空調(diào)需用能量值后，再將此值輸入冷凍空調(diào)需用能量值計(jì)算單元；(2)選擇運(yùn)轉(zhuǎn)形態(tài)為單機(jī)、或單區(qū)域、多區(qū)域的運(yùn)轉(zhuǎn)形態(tài)，由冷凍空調(diào)需用能量值計(jì)算單元，計(jì)算出總冷凍空調(diào)需用能量值后，再將此值傳給熱源組控制器，并按以下條件進(jìn)行控制熱源供應(yīng)量；I.當(dāng)總冷凍空調(diào)需用能量值大于設(shè)定值加上差值時，控制熱源機(jī)組熱源供應(yīng)量為最大值；II.當(dāng)總冷凍空調(diào)需用能量值大于設(shè)定值，但小于設(shè)定值加上差值時，控制熱源機(jī)組供應(yīng)量維持在與冷凍空調(diào)需用能量值成正比關(guān)系，即提供與冷凍空調(diào)負(fù)荷相當(dāng)?shù)睦鋬隹照{(diào)能力于系統(tǒng)；III.當(dāng)總冷凍空調(diào)需用量值小于設(shè)定值時，控制熱源機(jī)組的熱源供應(yīng)量為最小值。
2.一種按輸出功率供給空調(diào)系統(tǒng)熱源機(jī)組能量的控制裝置，以一控制器為主體，并與一冷凍空調(diào)需用能量值計(jì)算單元連線，該控制器則包含有一中央微處理單元、一感測單元、一設(shè)定單元、一輸出單元、一電源供應(yīng)單元、一功率數(shù)值偵測單元，其特征在于該功率數(shù)值偵測單元，是用以偵測輸出單元所輸出的功率數(shù)值，經(jīng)由中央微處理單元運(yùn)算轉(zhuǎn)換成冷凍空調(diào)需用能量值后，將此數(shù)值傳輸給冷凍空調(diào)需用能量值計(jì)算單元；而該冷凍空調(diào)需用能量值計(jì)算單元，是具有統(tǒng)計(jì)各控制器需用能量值的功能，并將計(jì)算出的總冷凍空調(diào)需用能量值傳輸給熱源機(jī)組控制器，使該控制器根據(jù)此值對應(yīng)控制熱源機(jī)組的熱源供應(yīng)量。
3.如權(quán)利要求2所述的按輸出功率供給空調(diào)系統(tǒng)熱源機(jī)組能量的控制裝置，其特征在于該熱源機(jī)組控制器可與一電腦中心連線。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于按輸出功率供給空調(diào)系統(tǒng)熱源機(jī)組能量的控制方法和裝置，特別涉及一種可根據(jù)輸出功率值計(jì)算出需用能量值以提供冷凍空調(diào)系統(tǒng)其熱源機(jī)組使產(chǎn)生對應(yīng)能量供應(yīng)的控制方法與裝置，主要于冷凍空調(diào)系統(tǒng)其熱源機(jī)組所匹配的冷凍空調(diào)負(fù)載側(cè)熱交換機(jī)組內(nèi)設(shè)有一控制器，此控制器是具有一功率數(shù)值偵測單元，利用此單元偵測輸給負(fù)載的功率值，并經(jīng)由中央微處理單元運(yùn)算為空調(diào)需用能量值后，將數(shù)值輸至冷凍空調(diào)需用能量值計(jì)算單元算出總需用能量值，并將此值隨機(jī)傳輸給熱源機(jī)組控制器，以對應(yīng)控制熱源機(jī)組的熱源供應(yīng)量，進(jìn)而使系統(tǒng)維持在一最佳化運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，有效達(dá)到節(jié)能與高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。
文檔編號F24F11/02GK1421651SQ0113457
公開日2003年6月4日 申請日期2001年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月26日
發(fā)明者翁國亮 申請人:煜豐科技股份有限公司